Баланс мощности, выделяющийся на электродах вакуумно-дуговых испарителей, имеет существенное значение, как для их конструктивного расчета, так и для реализуемых с их помощью технологических процессов.

Следует иметь в виду, что по мере работы катода вследствие эрозии материала длина его уменьшается. За счет улучшения теплоотвода снижается температура рабочей поверхности катода. Следовательно, в конце ресурса работы электрода практически вся мощность, выделяющаяся на катоде (без вычета мощности излучения), должна отводиться в систему охлаждения.

Благоприятные с точки зрения уменьшения микрокапельной фракции продуктов эрозии катода условия его работы при снижении температуры по мере уменьшения толщины могут отрицательно сказаться на свойствах покрытий. Изменение количества и размера микрокапель в слоях по мере наращивания толщины покрытия может привести к различному фазовому составу покрытия по толщине и к внутренним напряжениям, ухудшающим адгезию покрытия. Поэтому в ряде случаев целесообразно в процессе нанесения покрытий поддерживать температуру катода на заданном уровне.

Рассматриваются вопросы стабилизации температуры катода в вакуумно-дуговом разряде. Представлена модель и методика расчета температуры рабочей поверхности торца катода, эродируемого под действием катодных пятен. Стабилизация температуры катода осуществляется изменением тока дугового разряда в процессе работы испарителя в соответствии с полученной закономерностью или конструктивными решениями.

Получена зависимость тока дугового разряда I от времени t, пoзволяющую поддерживать температуру рабочей поверхности катода на заданном уровне в процессе его испарения и, следовательно, уменьшения толщины:

Если в непосредственной близости от торца катода длиной L_k и диаметром D_k, омываемого водой, сделана проточка в виде канавки диаметром D₁ и шириной L₁, температуру рабочей поверхности на заданном уровне по мере эрозии материала можно поддерживать за счет изменения диаметра канавки во времени в соответствии с полученным выражением: